[发明专利]一种单相半桥五电平逆变器及其应用电路

权利要求书

1.一种单相半桥五电平逆变器，其特征在于，具有交流引出端、直流正引出端、直流负引出端、第一引出端、第二引出端和第三引出端，所述单相半桥五电平逆变器包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管；以及第一钳位二极管、第二钳位二极管、第三钳位二极管和第四钳位二极管；每个所述开关管反向并联一个二极管；

所述第一开关管的第一端连接直流正引出端，第一开关管的第二端连接第一节点；

所述第二开关管的第一端连接第一节点，第二开关管的第二端连接第一引出端；

所述第三开关管的第一端连接第一节点，第三开关管的第二端连接第二节点；

所述第四开关管的第一端连接第二节点，第四开关管的第二端连接第三节点；

所述第五开关管的第一端连接第三节点，第五开关管的第二端连接第四节点即交流引出端；

所述第六开关管的第一端连接第四节点，第六开关管的第二端连接第五节点；

所述第七开关管的第一端连接第五节点，第七开关管的第二端连接第六节点；

所述第八开关管的第一端连接第六节点，第八开关管的第二端连接直流负引出端；

所述第二引出端与第二节点之间串联第一钳位二极管；

所述第五节点与第二引出端之间串联第二钳位二极管；

第三引出端与第三节点之间串联第三钳位二极管；

所述第六节点与第三引出端之间串联第四钳位二极管。

2.根据权利要求1所述的单相半桥五电平逆变器，其特征在于，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管均为IGBT管，所述第一端为集电极，所述第二端为发射极。

3.根据权利要求1或2所述的单相半桥五电平逆变器，其特征在于，还包括第一电感、第二电感和第五电容；

所述第四节点通过依次串联的第一电感、第五电容和第二电感连接第二引出端。

4.根据权利要求1所述的单相半桥五电平逆变器，其特征在于，所述单相半桥五电平逆变器对应的五个电平工作模态分别为：

第一模态：第一、三、四、五开关管导通，其余开关管均截止；

第二模态：第二、三、四、五开关管导通，其余开关管均截止；

第三模态：第四、五、六开关管导通，其余开关管均截止；

第四模态：第五、六、七开关管导通，其余开关管均截止；

第五模态：第六、七、八开关管导通，其余开关管均截止。

5.根据权利要求4所述的单相半桥五电平逆变器，其特征在于，所述第一开关管的导通时序信号由正弦波和第一三角波进行比较产生，在所述正弦波大于第一三角波时所述第一开关管导通，反之截止；

所述第二开关管的导通时序信号由所述正弦波和第一三角波、第二三角波进行比较产生，在所述正弦波大于第二三角波且小于第一三角波时第二开关管导通，反之截止；

所述第三开关管的导通时序信号由所述正弦波和第二三角波进行比较产生，所述正弦波大于第二三角波时第三开关管导通，反之截止；

所述第四开关管的导通时序由所述正弦波的反向波与第二三角波进行比较，所述正弦波的反向波小于第二三角波时第四开关管导通，反之截止；

所述第五开关管的导通时序信号由所述正弦波的反向波与第一三角波进行比较，所述正弦波的反向波小于第一三角波时第五开关管导通，反之截止；

第六开关管的导通时序信号由所述正弦波和第二三角波进行比较产生，所述正弦波小于第二三角波时第六开关管导通，反之截止；

第七开关管的导通时序信号为第三开关管的导通时序关于正弦波的正半周和关于正弦波的负半周的对调；

第八开关管的导通时序信号为第一开关管的导通时序关于正弦波的正半周和关于正弦波的负半周的对调；

所述第一三角波、第二三角波具有相同的频率和相同的幅值，且所述第一三角波的波谷值等于第二三角波的波峰值。